[实用新型]n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器

说明书

技术领域

本实用新型涉及分束器，尤其涉及一种n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器。

背景技术

太赫兹波是频率0.1~ 10THz ( 1 TH z= 1012Hz) 范围内的电磁波, 它对应的波长范围为3mm~30μm,位于毫米波( 亚毫米波) 与红外波之间。太赫兹光子对应能量范围为0.414~41.4meV,与分子和材料的低频振动和转动能量范围相匹配。这些决定了太赫兹波在电磁频谱中的特殊位置以及在传播、散射、反射、吸收、穿透等方面与毫米波、红外线显著不同的特点和应用。而太赫兹技术也将为人们对物质的表征和操控提供很大的自由空间。

太赫兹波通信系统离不开各种太赫兹波功能器件的性能保障。虽然国内外对于太赫兹波功能器件的研究虽然已经逐渐展开，但是太赫兹波功能器件作为太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，相比太赫兹波产生和检测装置及太赫兹波传输波导的快速发展，仍然需要投入大量的人力和物力进行深入的探索和研究。对太赫兹波偏振分束器进行研究对于促进太赫兹波功能器件的研究有不可或缺的重要意义。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波器件，用于控制太赫兹波系统中的太赫兹波。目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究并取得了一定的进展，但是很少有相关报道。现有的太赫兹波偏振分束器往往结构复杂、体积较大并且价格昂贵，小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术应用的关键，因此有必要设计一种结构简单，分束效率高的太赫兹偏振分束器以满足未来太赫兹波技术应用需要。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术偏振分束透射率比较低，结构复杂，实际制作困难，成本高的不足，提供一种n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器。。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、L形平板偏振器、小L形平板偏振器、U形平板偏振器、n形耦合区域；L形平板偏振器由L形平板叠加而成，小L形平板偏振器由小的L形平板叠加而成，U形平板偏振器由U形平板叠加而成，带状n字形耦合区域由L形平板偏振器、小L形平板偏振器、U形平板偏振器分隔组成，L形平板偏振器一端与小L形平板偏振器一端组成的端口为信号输入端，L形平板偏振器另一端与U形平板偏振器一端组成的端口为第二信号输出端，小L形平板偏振器另一端与U形平板偏振器另一端组成的端口为第一信号输出端。

所述的带状n字形耦合区域，宽度为8mm-10mm。所述的L形平板偏振器长度70-75mm。所述的小L形平板偏振器长度为40~45mm。所述的U形平板偏振器长度为40~45mm。所述的L形平板弯曲角度θ为90度。所述的u形平板弯曲角度θ为180度。

本实用新型的n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点，满足在太赫兹波成像、医学诊断、太赫兹波通信等领域应用的要求。

附图说明

图1是n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的结构示意图；

图2是n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的端口面示意图；

图3是太赫兹波偏振分束器第一信号输出端的TE、TM波透射率曲线；

图4是太赫兹波偏振分束器第二信号输出端的TM、TE波透射率曲线。

具体实施方式

如图1~4所示， n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器包括信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、L形平板偏振器4、小L形平板偏振器5、U形平板偏振器6、n形耦合区域7；L形平板偏振器4由L形平板叠加而成，小L形平板偏振器5由小的L形平板叠加而成，U形平板偏振器6由U形平板叠加而成，带状n字形耦合区域7由L形平板偏振器4、小L形平板偏振器5、U形平板偏振器6分隔组成，L形平板偏振器4一端与小L形平板偏振器5一端组成的端口为信号输入端1，L形平板偏振器4另一端与U形平板偏振器6一端组成的端口为第二信号输出端3，小L形平板偏振器5另一端与U形平板偏振器6另一端组成的端口为第一信号输出端2。

所述的带状n字形耦合区域7，宽度为8mm-10mm。所述的L形平板偏振器4长度70-75mm。所述的小L形平板偏振器5长度为40~45mm。所述的U形平板偏振器5长度为40~45mm。所述的L形平板弯曲角度θ为90度。所述的u形平板弯曲角度θ为180度。

实施例1

n形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器上，a为2mm，间距d为10mm， L形平板偏振器4长度5mm，所述的小L形平板偏振器5长度为40mm，所述的U形平板偏振器6长度为40mm，L形平板弯曲角度θ₁均为为90度。所述的U形平板弯曲角度θ₂为180度。材料为聚合物和晶体硅相邻分布材料，折射率分别为n₁=3.42和n₂=1.6，n形耦合区域材料为空气n₀=1。L形平板偏振器弯曲角度θ为90度。T形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的第一信号输出端2的TE波、TM波透射率曲线如图3所示，在0.1~1.0THz频段TE波最大透射率为99%，TM波最小透射率为1%。T形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的第二信号输出端3的TM波、TE波透射率曲线如图4所示，在0.1~1.0THz频段TM波最大透射率为98%，TE波最小透射率为1%。